Los estallidos de rayos gamma han sido una fuente constante de excitación desde que los satélites militares que buscaban señales de pruebas secretas de armas nucleares los descubrieron en la década de los 60

Cuando se encienden en el firmamento, los estallidos de rayos gamma son los objetos más brillantes del universo. Emiten tanta luz que los astrónomos creen que deben haber sido colimados de alguna manera, porque sino ese total de emisión no podría venir de ninguno de los fenómenos astrofísicos conocidos hasta ahora. Lliberan en pocos segundos la energía equivalente a la masa en reposo del Sol.

Esto los convierte en más que un interés pasajero para la Humanidad. Los estallidos de rayos gamma en la Vía Láctea pueden haber causado extinciones masivas en la Tierra en el pasado y, por lo tanto, podrían ser una amenaza para el futuro.

Sin embargo, nunca se ha observado un estallido de rayos gamma en la Vía Láctea. De hecho, generalmente, provienen de los objetos astronómicos más lejanos, y por tanto los más antiguos, que podemos ver. La semana pasada los astrónomos dijeron que habían observado un estallido de rayos gamma ocurrido sólo 630 millones de años después del Big Bang.

Toda esta información, y mucha más que se ha obtenido, es resultado de dos revoluciones que se han producido en la astronomía de rayos gamma. Primero fue el lanzamiento de los telescopios espaciales de rayos gamma Swift y Fermi en 2004 y 2008, respectivamente. El segundo es un proyecto de coordinación global que alerta a la comunidad de los estallidos de rayos gamma, de modo que se puedan observar sus resplandores en otras frecuencias.

Como resultado de esto, los astrónomos han pasado de estar hambientos de datos sobre los estallidos de rayos gamma a, de repente, estar inundados de ellos. Y dado que la cantidad de datos que se comprenden poco crece día a día, se hace claro poco a poco que los estallidos de rayos gamma son mucho más complejos y misteriosos de lo que nadie imaginó.

Hoy, Maxim Lyutikov de la Universidad de Purdue en Indiana, esboza los misterios que están dando vuelta en la cabeza de los astrónomos, lo que conforma una fascinante lectura. Parece haber dos tipos de estallidos de rayos gamma: los extensos, que duran segundos, y los breves, destellos que se encienden y apagan en menos de un segundo. Aún no se sabe cómo se producen estos tipos diferentes. Y no se debe apostar en contra de que pronto se descubran otros tipos de estallidos.

Contornos de densidad de coalescencia en estallidos

Estos estallidos tienen un resplandor remanente en rayos-X que a veces decae rápidamente y en otros casos se mantiene plano durante decenas de miles de segundos. Algunos estallidos vuelven a presentarse más tarde y otros se cortan por momentos, como las explosiones de un tubo de escape en un Ford T.

Cada una de estas observaciones, requiere una explicación por separado y los teóricos están luchando con esto.

Hay un consenso sobre que los estallidos de rayos gamma se producen en una especie de colapso gravitacional en el que la energía de la gravedad se convierte en energía cinética y luego en luz. Así que en general se está de acuerdo en que las supernovas son uno de los tipos de origen. De dónde vienen otros, nadie lo sabe.

Luego está la cuestión de cómo se produce un colapso así. Un colapso gravitacional implica la existencia de una onda de choque, pero se sabe poco sobre la estructura de esta ola y cómo interactúa con todo lo que se encuentra a su paso.

Incluso está en discusión el mecanismo físico por el cual se forman los rayos gamma. Una posibilidad es por una emisión de sincrotrón, partículas cargadas que se aceleran en un campo magnético. No se sabe de dónde viene este campo magnético y cómo interactúa con una onda de choque. Otra opción, la emisión Compton, es a la inversa: los electrones de alta energía aumentan la energía de los fotones hacia frecuencias más altas. Haga su elección.

La esperanza es que estos mecanismos se pueden juntar de alguna manera que explique la estructura de los datos que ven los astrónomos: las llamaradas, la luminosidad remanente y las escalas variables de tiempo en que esto sucede.

Pero el temor que plantea Lyutikov es que estos procesos sean tan complejos que siempre queden más allá de la comprensión de un mortal.

Eso es demasiado pesimista. Los avances en muchas áreas de la astrofísica raramente son limitados la velocidad por la falta de datos. La astronomía de rayos gamma es una excepción, al menos por el momento. No se puede negar la complejidad que representan estos datos. Pero esta situaciónlo representa una oportunidad de oro para una nueva generación de astrofísicos: un excitante problema que pide ser resuelto.

Referencia de publicación: arxiv.org/abs/0911.0349: Gamma Ray Bursts: Back to the Blackboard

Fuente: Tecnology Review. Aportado por Eduardo J. Carletti